Enerģijas atgriezeniskās saites bloku piegādātāji atgādina, ka frekvenču pārveidotāju pielietošanas vēsture Ķīnā ir vairāk nekā 30 gadu ilga. Līdz ar nepārtrauktu tehnoloģiju attīstību frekvenču pārveidotāju pielietojuma joma ir sākusi aptvert arī vairākas jomas, un tirgus apjoms gadu no gada paplašinās. Pašlaik ir vairāk nekā 140 vietējo un ārvalstu frekvenču pārveidotāju zīmolu, un jaunizveidoti frekvenču pārveidotāju ražotāji un izplatītāji ir izkliedēti visā valstī. Lai gan joprojām pastāv zināma veiktspējas atšķirība starp vietējiem un importētiem frekvenču pārveidotājiem, pateicoties straujajai zinātnes un tehnoloģiju attīstībai Ķīnā, šī atšķirība nav nepārvarama. Tajā pašā laikā, izmantojot vietējās rūpniecības ķēdes integritāti, pastāv liels potenciāls vietējo frekvenču pārveidotāju ražošanas efektivitātei un ražošanas izmaksām.
Mainīgas frekvences piedziņas sistēma sastāv no frekvences pārveidotāja, kas ir sasniedzis vai pārsniedzis līdzstrāvas ātruma regulēšanas sistēmas veiktspēju. Frekvences pārveidotājam ir maza izmēra, zema trokšņa līmeņa, zemas izmaksas un asinhrono motoru vienkāršas apkopes priekšrocības, kas ievērojami vienkāršo ražošanas procesu un samazina sākotnējās investīciju izmaksas. Kopumā frekvences pārveidotāju saprātīga izmantošana var uzlabot darba ražīgumu, produktu kvalitāti un iekārtu automatizāciju, vienlaikus ietaupot enerģiju un samazinot ražošanas izmaksas.
1. Zemsprieguma frekvences pārveidotāju klasifikācija, darbības princips un struktūra
1. Zemsprieguma frekvences pārveidotāju klasifikācija
Frekvenču pārveidotāju klasifikācijai pastāv dažādi standarti. Mainīgas frekvences piedziņas var iedalīt vispārējās frekvenču piedziņās un speciālajās frekvenču piedziņās. Saskaņā ar darbības principu frekvences pārveidotājus var iedalīt maiņstrāvas-maiņstrāvas frekvences pārveidotājos un maiņstrāvas-līdzstrāvas-maiņstrāvas frekvences pārveidotājos, starp kuriem maiņstrāvas-līdzstrāvas-maiņstrāvas frekvences pārveidotājus var iedalīt arī strāvas tipa un sprieguma tipa frekvences pārveidotājos atbilstoši galvenās ķēdes darba režīmam. Turklāt, no frekvences pārveidotāju tehnoloģijas attīstības virziena viedokļa, tos var iedalīt VVVF frekvences pārveidotājos, vektoru frekvences pārveidotājos, tiešās griezes momenta vadības frekvences pārveidotājos utt.
2. Zemsprieguma darba principa frekvences pārveidotājs
Vispārīgi runājot, frekvences pārveidotāji izmanto krustojuma tiešā krustojuma darbības režīmu. Salīdzinoši runājot, zemsprieguma frekvences pārveidotāji tiek plaši izmantoti, pateicoties to nobriedušajai tehnoloģijai, zemajām izmaksām un vienkāršajai apkopei. Frekvences pārveidotāja darbības princips ir vienkārši pārveidot maiņstrāvu regulējamas frekvences elektroiekārtās. Saskaņā ar sinhronā ātruma formulu N=60f/p maiņstrāvas motoriem (kur N ir motora sinhronais ātrums, f ir jaudas frekvence un p ir motora polu skaits), maiņstrāvas motora ātrumu var mainīt, mainot frekvenci. Frekvences pārveidotājs ir izstrādāts, pamatojoties uz šo principu.
3. Zemsprieguma frekvences pārveidotāja struktūra
Frekvences pārveidotāja galvenā ķēdes sastāvs:
Sprieguma tips: sprieguma jauda tiek pārveidota no līdzstrāvas uz maiņstrāvas frekvences pārveidotāju, un ķēdes filtrs ir kondensators.
Strāvas tips: strāvas barošanas avots mainās no līdzstrāvas uz maiņstrāvas frekvences pārveidotāju, un ķēdes filtrs ir induktors.
Frekvences pārveidotājs galvenokārt sastāv no šādām četrām daļām:
(1) Taisngrieži: Pašlaik plaši tiek izmantoti diodes pārveidotāji, kas var pārveidot jaudas frekvenci līdzstrāvā un veidot arī atgriezeniskus pārveidotājus. Tā kā to jaudas virziens ir atgriezenisks, tie var atjaunoties un darboties.
(2) Plakanviļņu ķēde: Taisngrieža izlīdzinātajam līdzstrāvas spriegumam ir pulsējošs spriegums, kas ir 6 reizes lielāks par barošanas avota frekvenci. Lai nomāktu sprieguma svārstības, ir nepieciešami kondensatori un induktori, lai absorbētu pulsējošo spriegumu (t. i., strāvu). Ja ierīces jauda ir maza un jauda ir pārpalikusi, var tieši izmantot izlīdzināšanas ķēdi.
(3) Invertors: Invertors pārveido līdzstrāvu maiņstrāvā, tādējādi noteiktā laikā iegūstot trīsfāžu izeju.
(4) Vadības ķēde: Nodrošina signāla vadības ķēdi asinhronā motora barošanas avota galvenajai ķēdei. Ieskaitot sprieguma frekvences darbības ķēdi, galvenās ķēdes strāvas un sprieguma noteikšanas ķēdi, motora ātruma noteikšanas ķēdi, darbības ķēdes piedziņas ķēdi, kas var pastiprināt vadības signālus, motora un invertora aizsardzības ķēdi.
2. Zemsprieguma invertoru tipu izvēle
1. Zemsprieguma invertora tipa izvēles pārskats
Pašlaik lielākā daļa lietotāju izvēlas, pamatojoties uz invertora ražotāja sniegtajām instrukcijām vai atlases rokasgrāmatu. Parasti frekvences pārveidotāja ražotājs norāda frekvences pārveidotāja nominālo strāvu, kas var atbilst motora nominālajai jaudai un kapacitātei. Pieejamo motoru parametrus visus sniedz ražotājs, pamatojoties uz ražotāja vai valsts standarta motoriem, un tie nevar patiesi atspoguļot frekvences pārveidotāja nestspēju. Tāpēc, izvēloties frekvences pārveidotāju, par atsauci jāņem princips, ka motora nominālā strāva nepārsniedz frekvences pārveidotāja nominālo strāvu. Turklāt, izvēloties frekvences pārveidotāju, ir jāsaprot arī motora procesa apstākļi un attiecīgie parametri, kā arī jāpievērš uzmanība motora tipam un darba īpašībām.
(1) Frekvences pārveidotāja nominālās strāvas izvēle. Saskaņā ar konstrukcijas specifikācijām, lai nodrošinātu frekvences pārveidotāja drošu un uzticamu darbību, frekvences pārveidotāja nominālajai strāvai jābūt lielākai par slodzes (motora) nominālo strāvu, īpaši motoriem ar bieži mainīgām slodzes raksturlielumiem. Pieredze liecina, ka frekvences pārveidotāja nominālā strāva ir vairāk nekā 1,05 reizes lielāka par motora nominālo strāvu.
(2) Frekvences pārveidotāju nominālā sprieguma izvēle. Frekvences pārveidotāja nominālais spriegums tiek izvēlēts, pamatojoties uz frekvences pārveidotāja ieejas puses kopnes spriegumu. Principā frekvences pārveidotāja nominālajam spriegumam jāatbilst ieejas spriegumam. Ja ieejas spriegums ir pārāk augsts, frekvences pārveidotājs [3] tiks bojāts.
2. Piesardzības pasākumi zemsprieguma frekvences pārveidotāju izvēlē
(1) Saskaņojiet slodzes veidu ar frekvences pārveidotāju.
Naftas ķīmijas rūpniecības slodze galvenokārt ietver sūkņus un ventilatorus. Sūkņi tiek iedalīti ūdens sūkņos, eļļas sūkņos, piedevu sūkņos, dozēšanas sūkņos, pacelšanas sūkņos, sajaukšanas sūkņos un mazgāšanas sūkņos. Starp tiem pacelšanas sūkņi, sajaukšanas sūkņi un mazgāšanas sūkņi pārsvarā ir lieljaudas, bet pārējie ir parastās slodzes. Ventilatori tiek iedalīti gaisa dzesēšanas ventilatoros, katla inducētos vilkmes ventilatoros, aksiālajos ventilatoros, gaisa kompresoros utt. Kad tiek iedarbināts gaisa dzesēšanas ventilators un katla inducētais vilkmes ventilators, tie abi ir lieljaudas ventilatori, kurus parasti uzskata par lieljaudas ventilatoriem, bet pārējie ir parastās slodzes. Izvēloties frekvences pārveidotāju, izvēlei jābalstās uz slodzes īpašībām. Ja slodzes veids nav skaidrs vai var mainīties dažādos procesa apstākļos, ieteicams izvēlēties frekvences pārveidotāju, pamatojoties uz lielo slodzi, lai izvairītos no neatbilstības izvēles.
(2) Vides apstākļi ietekmē frekvences pārveidotāju.
Parasti frekvences pārveidotājiem ir nepieciešama augstāka apkārtējās vides temperatūra un mitrums. Ja apkārtējās vides temperatūra ir zemāka par 30 grādiem pēc Celsija, relatīvais mitrums ir zemāks par 80% un augstums virs jūras līmeņa ir zemāks par 100 metriem, frekvences pārveidotājs droši darbojas ar nominālo strāvu; ja apkārtējās vides temperatūra pārsniedz 40 ℃, frekvences pārveidotāja faktiskā jauda un strāva pakāpeniski samazināsies, palielinoties apkārtējās vides temperatūrai. Ja vides relatīvais mitrums pārsniedz 90%, var rasties kondensāts, kas var izraisīt īsslēgumus frekvences pārveidotāja iekšējās sastāvdaļās. Ja augstums pārsniedz 100 metrus, frekvences pārveidotāja izejas jauda samazināsies. Turklāt frekvences pārveidotājus jāizvairās lietot putekļainā vidē.
(3) Frekvences pārveidotāju papildu komponentu izvēle.
Nepareiza frekvences pārveidotāju papildu komponentu izvēle var izraisīt augstu atteices līmeni, galvenokārt koncentrējoties filtru un reaktoru izvēlē.
3. Zemsprieguma frekvences pārveidotāja praktisks pielietojums
1. Zemsprieguma frekvences pārveidotāja primārais pieslēgums
Tā kā kontaktoru, filtru un reaktoru uzstādīšanas pozīcijām primārajā ķēdē ir būtiska ietekme uz frekvences pārveidotāju, turpmāk galvenā uzmanība tiks pievērsta šo trīs ierīču analīzei.
(1) Kontaktors
Kontaktoriem ir divas galvenās pieslēgšanas metodes: uzstādīšana invertora korpusa aizmugurē un uzstādīšana invertora korpusa priekšpusē. Kontaktors ir uzstādīts invertora korpusa aizmugurē, un tā priekšrocība ir tā, ka invertoram nav biežu triecienu, bieži iedarbinot motoru. Trūkums ir ilgs frekvences pārveidotāja uzlādes laiks un jaudas zudumi. Kontaktors ir uzstādīts invertora korpusa priekšpusē, un tā priekšrocība ir pilnībā pārtraukt barošanu, kad motors ir gaidīšanas režīmā, nezaudējot jaudu. Trūkums ir tāds, ka bieža motora iedarbināšana izraisīs biežus uzlādes triecienus frekvences pārveidotājam, ietekmējot frekvences pārveidotāja komponentu kalpošanas laiku.
Rezumējot, ja motors ieslēdzas reti, kontaktoru var uzstādīt invertora korpusa priekšpusē un aizmugurē, taču piemērotāk ir uzstādīt to invertora korpusa aizmugurē. Ja motors ieslēdzas bieži, ieteicams kontaktoru uzstādīt invertora korpusa aizmugurē.
(2) Filtrs
Ievades filtru galvenokārt izmanto, lai filtrētu elektrotīklu, nomāktu elektrotīkla harmonisko ietekmi uz frekvences pārveidotāju un nomāktu harmoniku, ko rada frekvences pārveidotāja rektifikācija, atgriešanos elektrotīklā; izejas filtrs galvenokārt optimizē frekvences pārveidotāju, filtrē harmonikas un padara izejas viļņu formu sinusoidālāku.
(3) Reaktors
Ieejas reaktors var nomākt harmonikas tīkla pusē un aizsargāt taisngrieža tiltu; Ja frekvences pārveidotāja izejas kabelis pārsniedz norādīto garumu (parasti pieļaujamais kabeļa garums ir 250 m), jāizvēlas izejas reaktors.
2. Zemsprieguma frekvences pārveidotāja uzstādīšanas vide
Eksperimenti ir parādījuši, ka frekvences pārveidotāju atteices biežums ievērojami palielinās skarbos apstākļos, īpaši, ja tie ir jutīgi pret temperatūru, mitrumu un putekļiem. Tāpēc, izvēloties uzstādīšanas vidi, ir jāizvēlas vide ar kontrolējamu temperatūru, mitrumu un zemu putekļu līmeni.
(1) Apkārtējās vides temperatūra
Praktiskajā lietošanā ir konstatēts, ka frekvences pārveidotāji ir piemēroti darbam vidē, kur temperatūra ir zemāka vai vienāda ar 35 grādiem pēc Celsija, pretējā gadījumā, jo augstāka temperatūra, jo mazāka frekvences pārveidotāja slodzes izturība.
(2) Apkārtējās vides mitrums
Ja apkārtējais mitrums ir augsts, invertora iekšpusē var veidoties kondensāts, kas var viegli izraisīt īsslēgumus. Tāpēc frekvences pārveidotāja darbībai ir jākontrolē apkārtējās vides mitrums.
(3) Putekļu vide
Frekvences pārveidotāji pēc iespējas vairāk jāizmanto putekļainā vidē, jo putekļu uzkrāšanās var izraisīt īsslēgumus un frekvences pārveidotāja elektronisko komponentu bojājumus.
4. Zemsprieguma frekvences pārveidotāju bieži sastopamie defekti un risinājumi
1. Nevar iedarbināt
Iemesls: To izraisa pārmērīga rotācijas inerce vai slodzes griezes moments.
Risinājums: Atbilstoši palieliniet ieslēgšanas frekvenci un griezes momentu un pārbaudiet aizsardzības iestatījumus.
2. Pārsprieguma atslēgšana
Iemesls: Augsta barošanas sprieguma vai īsa lejupvērsta laika dēļ.
Risinājums: pārbaudiet, vai darbības statuss ir normāls.
3. Pārslodze
Iemesls: Zemsprieguma invertora pārslodzes jauda ir relatīvi slikta vai motora parametru iestatījumi ir nepamatoti.
Risinājums: Pārbaudiet frekvences pārveidotāja iekšējo strāvas noteikšanas ķēdi un parametru iestatījumus.